지구 온난화, 우주 쓰레기에도 악영향 미친다

기후 변화에 대해 우려할 점이 많지만 우주 쓰레기에도 악영향을 미치고 있다고 한다. 최근 발표된 연구에 따르면 과도한 이산화탄소가 지표면에서 수백km 이상에 위치한 대기권 조성에 간섭하고 있다는 것. 여기에서 일어나는 변화는 지구 저궤도를 쓰레기 매립지로 바꾸고 현대 생활에 필수인 GPS와 다른 기술 기능에 영향을 미치게 될지도 모른다.

기후 변화로 인한 사건 대부분은 지상과 대기권 낮은 층으로 알려진 대류권에서 일어난다. 하지만 우주 쓰레기에 대한 유럽회의에서 발표된 연구는 거의 조사되지 않은 대기권을 조명한 것이다. 연구 결론은 해당 대기층이 축소되어 밀도가 얇아지고 있고 더 많은 우주 쓰레기가 축적되는 위험을 높이고 있다고 보인다.

이 연구를 이끈 사우샘프턴대학 연구팀은 대류권에 미치는 영향은 몇 년간 연구되어 오고 증가하는 이산화탄소에 어떻게 되어 가는지 어느 정도 알고 있다면서 영향을 받는 층에서 도는 위성에 점점 더 의존하게 되는 한편으로 대기권에 눈을 돌린 연구는 적었다고 지적한다.

대기권 각층은 존재하는 화학 물질이나 분자에 따라 밀도가 다르다. 대류권에선 과도한 이산화탄소가 태양 에너지를 많이 받아 지표면 온도 상승이 발생할 수 있다. 대기권 중에서도 밀도가 높은 영역이므로 열에 가둬 분자가 많이 존재하는 것이다. 하지만 대기권 상공으로 올라가면 열을 가두는 건 적어지고 대부분은 우주 공간으로 방출된다. 새로운 연구는 지상에서 80∼600km 열권에 주목했다.

여기에 놀라운 열손실이 있다. 2015년부터 이 문제를 연구해온 연구팀은 대기권 상층 기온 변화는 지표면에 가까은 층에 비해 10배 이상 크다고 밝히고 있다. 이 변화가 열권과 대기권 다른 영역 밀도 저하를 일으키며 새로운 분석에 따르면 1967년부터 수집된 데이터는 10년마다 5%, 2000년에만 17% 밀도 저하를 나타내고 있다는 것이다. 이는 실질적으로 우주 쓰레기에 대한 지구 방어 최일선을 관통하는 것과 같다.

열권은 분자 충돌에서 발생해 우주 쓰레기를 강하시킨다. 이런 끌기는 결국 밀도가 높은 공기층이 소각로 역할을 해 더 낮은 궤도로 우주 쓰레기를 데려 간다. 이미 얇아진 대기권은 더 희박하게 될 것으로 전망되고 새로운 모델링은 세계 기온 상승을 1.5도 억제하는 파리협정의 가장 야심찬 목표를 달성할 수 있다고 해도 열권 밀도는 30% 낮게 될지도 모른다는 걸 보여준다. 이렇게 되면 우주 쓰레기가 기존보다 길게 궤도에 머물게 될 것이다. 반면 낮은 지구 궤도에 있는 우주 쓰레기와 시스템류는 증가할 것으로 예상되고 있기 때문에 위험한 상황이 만들어진다.

600km 이하 층에서 운용 중인 또는 운용을 목표로 하는 거대한 위성 안전성이 특히 우려되며 최근 급속하게 확대되는 일론 머스크의 스타링크 위성 프로젝트를 인용하기도 했다.

기후 변화가 조장하지 않아도 우주 쓰레기는 증가하고 있는 우려 사항이다. 우주 관련 당국은 이미 파편과 전쟁을 벌이고 있으며 작년에만 파편을 철거하는 고액 미션 계약을 결정하고 충돌을 피하기 위해 국제우주정거장도 긴급 궤도 수정을 하는 횟수도 늘었다.

이 변화는 열권에 국한된 게 아니라 위험성은 낮은 지구 궤도에 있는 위성 외에도 이르고 있다. 학술지(Environmental Research Letters)에 발표된 또 다른 연구에선 지상 20∼60km 성층권에 주목하고 해당 층 대기 밀도가 다르기 때문에 비슷한 변화가 조금 다르다고 설명하고 있다.

오존층은 성층권에 있고 과학자들은 층을 관통하는 화학물질 문제일 가능성을 조사했다. 하지만 결과는 오존층에 피해를 주는 화학 물질 사용을 중단해도 몇 년간 성층권 한랭화와 희석은 일정 속도로 계속되고 있었다고 한다.

따라서 해수면 상승과 기아, 물 부족 등 지상에서 일어나는 모든 피해를 걱정하는 건 당연하지만 최근 논문 2개가 말해주듯 온실가스는 계속 상공에도 악영향을 미치고 있다는 것이다. 대기권 아래 1%에 살고 있더라도 나머지 99%를 무시해선 안 된다는 설명이다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.